Question

【題目】如圖所示，豎直放置的半圓形絕緣軌道半徑為R，下端與光滑絕緣水平面平滑連接，整個裝置處于方向豎直向上的勻強電場E中．一質量為m、帶電量為-q的物塊（可視為質點），從水平面上的A點以初速度v0水平向右運動，沿半圓形軌道恰好通過最高點C

(1)試計算物塊在運動過程中克服摩擦力做的功．

(2)證明物塊離開軌道落回水平面的水平距離與場強大小E無關，且為一常量．

Answer 1

【答案】(1)(2)x=2R

【解析】

(1)物塊恰好通過最高點C，則：

物塊從A點到C點過程，應用動能定理可得：

聯立解得：

(2)物塊離開軌道落回水平面，豎直方向有：

、

物塊離開軌道落回水平面，水平距離

聯立解得：

所以物塊離開軌道落回水平面的水平距離與場強大小E無關，且為一常量．